DE102018207198A1 - robot mastering - Google Patents
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Abstract
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Justage wenigstens eines Gelenks eines Roboters (1) umfasst die Schritte:
- Erfassen (S20) einer Stellung des Gelenks;
- Aufnehmen (S30) eines Bildes mit einer ersten optischen Marke (11), die an einem ersten Glied (1.i) des Roboters angeordnet ist, und einer zweiten optischen Marke (21), die an einem zweiten Glied (1.(i+1)) des Roboters angeordnet ist, das in dem Gelenk mit dem ersten Glied verbunden ist;
- Ermitteln (S40) eines Versatzes zwischen den beiden optischen Marken auf Basis des aufgenommenen Bildes; und
- Justieren (S50) des Gelenks auf Basis des ermittelten Versatzes und der erfassten Gelenkstellung.
An inventive method for adjusting at least one joint of a robot (1) comprises the steps:
- detecting (S20) a position of the joint;
- capturing (S30) an image having a first optical mark (11) disposed on a first member (1.i) of the robot and a second optical mark (21) attached to a second member (1. (i +1)) of the robot connected in the joint with the first member;
- determining (S40) an offset between the two optical marks based on the captured image; and
- Adjusting (S50) the joint based on the determined offset and the detected joint position.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Justage wenigstens eines Gelenks eines Roboters sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method and system for adjusting at least one joint of a robot as well as a computer program product for carrying out the method.
Die Justage von Robotern erfolgt nach heutiger Praxis mittels eines elektrischen Messtasters, der eine Messkerbe durchläuft und über ein Interface ein zum Hub des Messtasters proportionales Messsignal digital an eine Robotersteuerung überträgt.The adjustment of robots is carried out according to current practice by means of an electrical probe, which passes through a measuring notch and digitally transmits an interface proportional to the stroke of the probe measurement signal to a robot controller.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Roboterjustage zu verbessern.The object of the present invention is to improve a robot adjustment.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 13, 14 stellen ein System bzw. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.This object is achieved by a method having the features of
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Justage eines oder mehrerer Gelenke eines Roboters (jeweils bzw. pro Gelenk) die Schritte:
- a) Erfassen einer Stellung des (jeweiligen) Gelenks;
- b) Aufnehmen eines Bildes mit einer ersten optischen Marke, die an einem ersten Glied des Roboters angeordnet ist, und einer zweiten optischen Marke, die an einem zweiten Glied des Roboters angeordnet ist, das in dem (jeweiligen) Gelenk mit dem ersten Glied verbunden ist;
- c) Ermitteln eines Versatzes zwischen den beiden optischen Marken auf Basis des aufgenommenen Bildes; und
- d) Justieren des (jeweiligen) Gelenks auf Basis bzw. in Abhängigkeit von dem ermittelten Versatz und der erfassten Gelenkstellung.
- a) detecting a position of the (respective) joint;
- b) capturing an image having a first optical mark disposed on a first member of the robot and a second optical mark disposed on a second member of the robot connected in the (respective) hinge to the first member ;
- c) determining an offset between the two optical marks based on the captured image; and
- d) adjusting the (respective) joint based on or in dependence on the determined offset and the detected joint position.
Hierdurch kann in einer Ausführung der Zeit- und/oder Kostenaufwand durch die (De)Montage des elektrischen Messtasters vermieden werden.As a result, in one embodiment, the time and / or cost can be avoided by the (de) mounting the electrical probe.
Der Roboter weist in einer Ausführung einen mehr-, insbesondere wenigstens drei-, in einer Ausführung wenigstens sechs-, insbesondere wenigstens siebenachsigen Roboterarm auf, er kann insbesondere ein solcher sein. Das bzw. die Gelenk(e) ist/sind in einer Ausführung (ein) Drehgelenk(e). Die vorliegende Erfindung kann bei solchen Robotern aufgrund der bei diesen geforderten Präzision und/oder ihrer kinematischen Flexibilität mit besonderem Vorteil eingesetzt werden.In one embodiment, the robot has a multi-arm, in particular at least three, in one embodiment at least six, in particular at least seven-axis, robot arm; in particular, it can be one. The joint (s) is / are in one embodiment a swivel joint (s). The present invention can be used with particular advantage in such robots due to the required precision and / or their kinematic flexibility.
Die (interne) Stellung des (jeweiligen) Gelenks (interne Gelenkstellung) in Schritt a) wird in einer Ausführung elektrisch, insbesondere elektronisch, erfasst, in einer Ausführung mittels eines gelenkfesten bzw. Gelenksensors. Hierdurch kann die Stellung in einer Ausführung besonders präzise erfasst werden.The (internal) position of the (respective) joint (internal joint position) in step a) is detected in an embodiment electrically, in particular electronically, in an embodiment by means of a joint-fixed or joint sensor. As a result, the position can be detected very precisely in one embodiment.
Das Justieren eines Gelenks kann insbesondere die Ermittlung und/oder Überprüfung einer Zuordnung zwischen erfasster interner Gelenkstellung bzw. einem Messsignal des Gelenksensors und einer Pose des Roboters bzw. Stellung der beiden Roboterglieder zueinander (externe Gelenkstellung) umfassen. Da Messsensoren einerseits üblicherweise keine absoluten internen Gelenkstellungen erfassen und andererseits ein in einer (Ur)Justage präzise bzw. aufwendig ermittelter Zusammenhang zwischen der internen Gelenkstellung und der Pose des Roboters bzw. Stellung der beiden Roboterglieder zueinander, beispielsweise aufgrund von Veränderungen der beiden Roboterglieder, Ersatz des Messsensors oder dergleichen, variieren bzw. verloren gehen kann, wird in einer Ausführung eine solche Zuordnung überprüft bzw. gegebenenfalls wieder hergestellt.The adjustment of a joint can in particular comprise the determination and / or checking of an association between detected internal joint position or a measurement signal of the joint sensor and a pose of the robot or position of the two robot members relative to one another (external joint position). On the one hand, measuring sensors usually do not detect absolute internal joint positions and, on the other hand, a correlation between the internal joint position and the pose of the robot or the position of the two robot members relative to one another in an (ur) adjustment, for example due to changes in the two robot members, replacement of the measuring sensor or the like, can vary or be lost, in one embodiment, such an assignment is checked or optionally restored.
In einer Ausführung wird das Bild mittels eines Handhelds, insbesondere eines Smartphones, Tablets oder dergleichen aufgenommen. Solche Handhelds sind vielfach verfügbar, wodurch in einer Ausführung apparativer Zusatzaufwand reduziert bzw. vermieden werden kann.In one embodiment, the image is captured by means of a handheld device, in particular a smartphone, tablet or the like. Such handhelds are widely available, which can be reduced or avoided in one embodiment of additional equipment.
Zusätzlich oder alternativ wird in einer Ausführung das Bild mithilfe einer hochauflösenden Kamera (HD-Kamera), insbesondere einer, vorzugsweise integrierten bzw. eingebauten, Kamera des Handhelds, aufgenommen, die in einer Ausführung wenigstens 1920 x 1080 Bildpunkte bzw. Pixel („Full HD“) aufweist. Hierdurch kann in einer Ausführung der Versatz präzise ermittelt und damit die Präzision der Roboterjustage verbessert werden.Additionally or alternatively, in one embodiment, the image is taken by means of a high-resolution camera (HD camera), in particular a, preferably integrated or built, camera of the handheld, which in one embodiment at least 1920 x 1080 pixels or "Full HD ") having. As a result, in one embodiment, the offset can be determined precisely and thus the precision of the robot adjustment can be improved.
Zusätzlich oder alternativ wird in einer Ausführung das Bild mithilfe eines Makroobjektives aufgenommen, welches in einer Weiterbildung zerstörungsfrei lösbar an der Kamera bzw. dem Handheld befestigt, insbesondere aufgesteckt, wird bzw. ist. Hierdurch kann in einer Ausführung der Versatz, insbesondere auch mit an sich handelsüblichen Smartphone- oder Tabletkameras oder dergleichen, präzise ermittelt und damit die Präzision der Roboterjustage verbessert werden.Additionally or alternatively, in one embodiment, the image is taken with the aid of a macro objective which, in a further development, is fastened to the camera or the handheld so as to be non-destructively detachable, in particular attached, or is. As a result, in one embodiment, the offset, in particular with commercially available smartphone or tablet cameras or the like, can be precisely determined and thus the precision of the robot adjustment can be improved.
In einer Ausführung wird bzw. ist das Handheld bzw. die Kamera beim Aufnehmen des Bildes mittels einer Stütze an dem Roboter, insbesondere dem ersten und/oder zweiten Glied bzw. dem Gelenk, in dem diese verbunden sind, abgestützt, insbesondere form- und/oder reibschlüssig. Die Stütze wird bzw. ist in einer Weiterbildung zerstörungsfrei lösbar an der Kamera bzw. dem Handheld befestigt, insbesondere aufgesteckt. Hierdurch kann in einer Ausführung der Versatz, insbesondere auch mit tragbaren Smartphone- oder Tabletkameras oder dergleichen, präzise ermittelt und damit die Präzision der Roboterjustage verbessert werden.In one embodiment, the handheld or the camera is supported during recording of the image by means of a support on the robot, in particular the first and / or second member or the joint in which they are connected, in particular positive and / or frictional. The support is or non-destructively attached to the camera or handheld in a further development, in particular plugged. In this way, in one embodiment, the offset, in particular with portable smartphone or tablet cameras or the like, can be precisely determined and thus the precision of the robot adjustment can be improved.
Zusätzlich oder alternativ werden in einer Ausführung die beiden optischen Marken beim Aufnehmen des Bildes mittels eines, insbesondere elektrischen, Hilfslichtes beleuchtet, in einer Weiterbildung mit einem integrierten bzw. eingebauten Hilfslicht des Handhelds oder einem Hilfslicht, welches zerstörungsfrei lösbar an dem Handheld befestigt, insbesondere aufgesteckt wird bzw. ist. Hierdurch kann in einer Ausführung der Versatz, insbesondere auch mit Makroobjektiv, präzise ermittelt und damit die Präzision der Roboterjustage verbessert werden.Additionally or alternatively, in one embodiment, the two optical marks are illuminated when picking up the image by means of a, in particular electric, auxiliary light, in a further development with an integrated or built-in auxiliary light of the handheld or an auxiliary light which removably attached to the handheld nondestructive, in particular plugged is or is. As a result, in one embodiment, the offset, in particular also with a macro lens, can be determined precisely and thus the precision of the robot adjustment can be improved.
In einer Ausführung wird der Roboter mit dem Handheld (auch) gesteuert, insbesondere programmiert, bzw. ist das Handheld hierzu eingerichtet bzw. wird hierzu verwendet. Hierdurch kann in einer Ausführung ein apparativer Aufwand reduziert werden.In one embodiment, the robot with the handheld (also) controlled, in particular programmed, or the handheld is set up for this purpose or is used for this purpose. As a result, an expenditure on equipment can be reduced in one embodiment.
In einer Ausführung kommuniziert das Handheld zur Justage drahtlos oder drahtgebunden mit einer Steuerung, insbesondere einem Programmmierhandgerät (zum Steuern, insbesondere Programmieren) des Roboters. Hierdurch können in einer Ausführung handelsübliche Smartphones, Tablets oder dergleichen ohne Zusatzaufwand verwendet werden, wobei eine drahtlose Kommunikation vorteilhaft die Bewegungsfreiheit eines Anwenders verbessern kann, eine drahtgebundene Kommunikation vorteilhaft die Sicherheit.In one embodiment, the handheld communicates for adjustment wirelessly or by wire with a controller, in particular a program handheld device (for controlling, in particular programming) of the robot. As a result, commercial smartphones, tablets or the like can be used in one embodiment without additional effort, with wireless communication can advantageously improve the freedom of movement of a user, a wired communication advantageous security.
Die Verfahrensschritte werden in einer Ausführung wenigstens teilweise auf bzw. von dem Handheld und/oder wenigstens teilweise auf bzw. von der (Roboter)Steuerung durchgeführt.In one embodiment, the method steps are carried out at least partially on or by the handheld and / or at least partially on or by the (robot) controller.
In einer Ausführung wird bzw. ist in einem optischen Symbol eine ein- oder mehrdimensionale Information für die Justage („Justageinformation“) kodiert, wobei das (jeweilige) Gelenk auf Basis dieser Justageinformation justiert wird. Die Justageinformation kann in einer Ausführung eine Gelenknummer, eine Identifikation des Roboters, einen Gelenkradius, insbesondere von einer Gelenk-, insbesondere Drehachse bis zu einer Gelenkoberfläche bzw. den darauf angeordneten mobilen Marken, und/oder Informationen einer primären bzw. Urjustage, insbesondere einen Justageoffset, eine externe Gelenkstellung und/oder einen Versatz zwischen den mobilen Marken bei der primären bzw. Urjustage, oder dergleichen aufweisen. Hierdurch kann in einer Ausführung die Sicherheit und/oder Präzision der Justage verbessert werden.In one embodiment, a one-dimensional or multi-dimensional information for the adjustment ("adjustment information") is or is encoded in an optical symbol, the (respective) joint being adjusted on the basis of this adjustment information. The adjustment information can in one embodiment a joint number, an identification of the robot, a joint radius, in particular from a joint, in particular rotation axis to a joint surface or the mobile marks arranged thereon, and / or information of a primary or Urjustage, in particular a Justageoffset , an external hinge position and / or an offset between the mobile marks at the primary or Urjustage, or the like. As a result, in one embodiment, the security and / or precision of the adjustment can be improved.
In einer Ausführung kann das Symbol (hierzu) einen Barcode, QR-Code oder dergleichen aufweisen, insbesondere ein solcher sein bzw. die Justageinformation als Barcode, QR-Code oder dergleichen kodiert sein bzw. werden. In einer Ausführung wird ein weiteres Bild mit dem optischen Symbol aufgenommen, in einer anderen Ausführung enthält das aufgenommene Bild mit der ersten und zweiten optischen Marke auch das optische Symbol. Hierdurch können in einer Ausführung Justageinformationen einfach(er) und/oder zuverlässig(er) zur Verfügung gestellt werden.In one embodiment, the symbol may have (for this) a barcode, QR code or the like, in particular be such or the adjustment information may be encoded as barcode, QR code or the like. In one embodiment, another image is taken with the optical symbol, in another embodiment, the captured image with the first and second optical marks also contains the optical symbol. As a result, in one embodiment, adjustment information can be easily (er) and / or reliably (er) made available.
In einer Ausführung wird das Symbol (erst) bei oder nach, insbesondere in Abhängigkeit von, einer primären bzw. Urjustage, die in einer Ausführung auf Basis der ersten und zweiten optischen Marke, insbesondere eines dabei ermittelten Versatzes zwischen den beiden optischen Marken, erfolgt, erstellt und an dem Roboter, insbesondere dem ersten oder zweiten Glied, angeordnet. Hierdurch können in einer Ausführung Justageinformationen einfach(er) und/oder zuverlässig(er) zur Verfügung gestellt werden.In one embodiment, the symbol is (initially) at or after, in particular in response to, a primary adjustment made in an embodiment based on the first and second optical marks, in particular an offset between the two optical marks determined thereby, created and arranged on the robot, in particular the first or second member. As a result, in one embodiment, adjustment information can be easily (er) and / or reliably (er) made available.
In einer Ausführung werden bzw. sind die erste und/oder zweite optische Marke und/oder das Symbol stoffschlüssig auf dem Roboter angeordnet, insbesondere als Aufkleber oder dergleichen. Zusätzlich oder alternativ werden in einer Ausführung die erste und zweite optische Marke gemeinsam auf dem Roboter angeordnet, in einer Ausführung mithilfe einer, insbesondere transparenten, Transferfolie, auf der zwei Aufkleber mit den beiden optischen Marken zueinander ausgerichtet sind, gemeinsam auf den Roboter geklebt und die Transferfolie, die die Ausrichtung zueinander beim Aufkleben bewirkt, anschließend abgezogen, wie dies an sich von selbstklebenden Schriftzügen oder dergleichen bekannt ist. Das Symbol wird in einer Ausführung anschließend auf oder neben einen dieser beiden Aufkleber aufgeklebt und/oder mittels einer darüber geklebten Schutzfolie gesichert bzw. -schützt. Hierdurch können in einer Ausführung die optischen Marken bzw. das Symbol vorteilhaft angeordnet werden.In one embodiment, the first and / or second optical mark and / or the symbol are or are arranged cohesively on the robot, in particular as a sticker or the like. Additionally or alternatively, in one embodiment, the first and second optical marks are arranged together on the robot, in one embodiment by means of a, in particular transparent, transfer film, on which two stickers with the two optical marks are aligned, glued together on the robot and the Transfer film, which causes the alignment when sticking, then peeled off, as is known per se of self-adhesive lettering or the like. In one embodiment, the symbol is subsequently affixed to or next to one of these two stickers and / or secured or protected by means of a protective film pasted thereto. As a result, in one embodiment, the optical marks or the symbol can be advantageously arranged.
In einer Ausführung enthält das Bild mit der ersten und zweiten optischen Marke auch eine Markierung bzw. Identifikation einer primären Bewegungsrichtung bzw. eines (primären bzw. positiven) Bewegungsrichtungssinns des Gelenks („Richtungsmarkierung“), wobei das Gelenk auf Basis dieser Richtungsmarkierung justiert wird. Hierdurch kann in einer Ausführung das Bild, auf dessen Basis der Versatz ermittelt wird, in verschiedenen, insbesondere beliebigen, Orientierungen aufgenommen und so die Anwenderfreundlichkeit, Sicherheit und/oder Präzision der Justage verbessert werden.In one embodiment, the image having the first and second optical marks also includes an identification of a primary direction of movement or a (primary or positive) direction of movement of the joint ("directional mark"), wherein the joint is adjusted based on this directional mark. As a result, in one embodiment, the image, on the basis of which the offset is determined, is recorded in different, in particular arbitrary, orientations and thus the User-friendliness, safety and / or precision of the adjustment can be improved.
In einer Ausführung weist die erste Marke und/oder die zweite optische Marke (jeweils) in wenigstens zwei Richtungen bzw. Dimensionen (jeweils) eine Eichmarkierung, insbesondere Elemente mit vorgegebenen bzw. bekannten Abständen zueinander, in einer Ausführung eine Rasterung oder dergleichen, auf, insbesondere also ein Gitternetz oder dergleichen. Die Abstände der Elemente bzw. Rasterung, insbesondere also eine Gitter- bzw. Kästchengröße betragen in einer Ausführung höchstens 1 mm.In one embodiment, the first mark and / or the second optical mark (in each case) has a calibration mark in at least two directions or dimensions (in each case), in particular elements with predetermined or known distances to each other, in one embodiment a raster or the like, especially a grid or the like. The distances of the elements or screening, in particular so a grid or box size are in one embodiment at most 1 mm.
Dann wird in einer Ausführung eine optische Verzerrung des aufgenommenen Bildes, die sich insbesondere aus einer Schiefstellung der Kamera oder dergleichen ergeben kann, auf Basis des Bildes der Eichmarkierung(en) korrigiert.Then, in one embodiment, an optical distortion of the captured image, which may result, in particular, from skewing of the camera or the like, is corrected based on the image of the calibration mark (s).
Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung eine optische Verzerrung des aufgenommenen Bildes auf Basis der Justageinformation korrigiert werden, beispielsweise aufgrund des kodierten Gelenkradius, von dem eine entsprechende Krümmung der Marken abhängen kann, oder dergleichen.Additionally or alternatively, in one embodiment, an optical distortion of the captured image may be corrected based on the adjustment information, for example, due to the encoded hinge radius from which a corresponding curvature of the marks may depend, or the like.
Hierdurch kann in einer Ausführung die Sicherheit und/oder Präzision der Justage verbessert werden.As a result, in one embodiment, the security and / or precision of the adjustment can be improved.
In einer Ausführung wird der Versatz zwischen den beiden optischen Marken auf Basis einer Interpolation zwischen (Bild)Punkten bzw. Pixeln des aufgenommenen Bildes ermittelt, in einer Ausführung auf Basis einer Regression der Bilddaten. Hierdurch kann der Versatz in einer Ausführung vorteilhaft präzise(r) ermittelt werden, insbesondere präziser als eine Auflösung des aufgenommenen Bildes.In one embodiment, the offset between the two optical marks is determined based on an interpolation between (image) dots or pixels of the captured image, in an embodiment based on a regression of the image data. As a result, the offset in one embodiment can advantageously be determined precisely (r), in particular more precisely than a resolution of the recorded image.
In einer Ausführung weist das Verfahren die zusätzlichen Schritte auf:
- e) Anfahren einer Justagestellung des Gelenks auf Basis der Justage;
- f) Aufnehmen eines weiteren Bildes mit der ersten optischen Marke und der zweiten optischen Marke;
- g) Ermitteln eines Versatzes zwischen den beiden optischen Marken auf Basis des weiteren Bildes; und
- h) Prüfen der Justage des Gelenks auf Basis des ermittelten Versatzes.
- e) approaching an adjustment position of the joint based on the adjustment;
- f) taking another image with the first optical mark and the second optical mark;
- g) determining an offset between the two optical marks based on the further image; and
- h) Checking the adjustment of the joint based on the determined offset.
In einer Ausführung wird somit zweistufig zunächst das Gelenk grob, insbesondere mittels manueller Steuerung des Roboters, so in die in Schritt a) erfasste Stellung verstellt, dass in Schritt b) das (erste) Bild der beiden optischen Marken aufgenommen werden kann. Wurde das Gelenk dann in Schritt d) justiert, kann in einer zweiten Stufe in Schritt e) auf Basis dieser Justage eine vorgegebene Justagestellung, insbesondere eine primäre bzw. Urjustage, angefahren und in Schritt h) die in Schritt d) durchgeführte Justage auf Basis des hierfür ermittelten Versatzes geprüft werden. Dieser sollte in einer Ausführung dem bei der primären bzw. Urjustage ermittelten Versatz entsprechen, so dass aus der Abweichung des aktuell bzw. in der in Schritt e) (erneut) angefahrenen Justagestellung ermittelten Versatzes gegenüber dem bei der primären bzw. Urjustage ermittelten Versatz die in Schritt d) durchgeführte Justage beurteilt werden bzw. diese Abweichung als Gütemaß dieser Justage verwendet werden kann.In one embodiment, the joint is thus coarse in two stages, in particular by means of manual control of the robot, as adjusted in the position detected in step a) that in step b) the (first) image of the two optical marks can be recorded. If the joint was then adjusted in step d), a predetermined adjustment position, in particular a primary or primary adjustment, can be approached in step e) on the basis of this adjustment, and in step h) the adjustment performed in step d) is based on the adjustment be checked for this offset. In one embodiment, this should correspond to the offset determined during the primary or original adjustment, so that the offset determined from the deviation of the adjustment currently or in the adjustment position approached in step e) (compared to the offset determined in the primary or original adjustment) Step d) performed adjustment can be assessed or this deviation can be used as a measure of quality of this adjustment.
In einer Ausführung werden die in Schritt a) erfasste Gelenkstellung und/oder die in Schritt e) angefahrene Gelenkstellung (jeweils) in einer vorgegebenen Justagerichtung bzw. Bewegungsrichtung bzw. mit einem vorgegebenen Justagebewegungs(richtungs)sinn des Gelenks angefahren. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft ein Spieleinfluss reduziert werden.In one embodiment, the joint position detected in step a) and / or the joint position approached in step e) are approached in a predetermined adjustment direction or movement direction or with a predetermined adjustment movement (directional) sense of the joint. As a result, in one embodiment, advantageously, a game influence can be reduced.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist auf:
- - Mittel zum Erfassen einer Stellung des Gelenks;
- - Mittel zum Aufnehmen eines Bildes mit einer ersten optischen Marke, die an einem ersten Glied des Roboters angeordnet ist, und einer zweiten optischen Marke, die an einem zweiten Glied des Roboters angeordnet ist, das in dem Gelenk mit dem ersten Glied verbunden ist;
- - Mittel zum Ermitteln eines Versatzes zwischen den beiden optischen Marken auf Basis des aufgenommenen Bildes; und
- - Mittel zum Justieren des Gelenks auf Basis des ermittelten Versatzes und der erfassten Gelenkstellung.
- - means for detecting a position of the joint;
- - means for taking an image with a first optical mark disposed on a first member of the robot and a second optical mark disposed on a second member of the robot connected in the joint with the first member;
- - means for determining an offset between the two optical marks based on the captured image; and
- - means for adjusting the joint based on the determined offset and the detected joint position.
In einer Ausführung weist das System bzw. sein(e) Mittel auf:
- - ein Handheld, insbesondere Smartphone oder Tablet, eine hochauflösende Kamera und/oder ein Makroobjektiv zum Aufnehmen des Bildes; und/oder
- - eine Stütze zum Abstützen des Handhelds bzw. der Kamera beim Aufnehmen des Bildes an dem Roboter, insbesondere an dem ersten und/oder zweiten Glied; und/oder
- - ein Hilfslicht zum Beleuchten der beiden optischen Marken beim Aufnehmen des Bildes; und/oder
- - eine (Roboter)Steuerung (zum Steuern) des Roboters, mit der das Handheld zur Justage drahtlos oder drahtgebunden kommuniziert bzw. signalverbunden ist; und/oder
- - Mittel zum Aufnehmen des einen bzw. eines weiteren Bildes mit einem optischen Symbol, wobei in dem Symbol eine Justageinformation kodiert ist und Mittel zum Justieren des Gelenks auf Basis der Justageinformation, insbesondere Mittel zum Kodieren einer Justageinformation in dem Symbol; und/oder
- - Mittel zum Erstellen des Symbols bei oder nach einer primären Justage und/oder zum Anordnen des Symbols bei oder nach einer primären Justage an dem Roboter, insbesondere dem ersten oder zweiten Glied; und/oder
- - Mittel zum Justieren des Gelenks auf Basis einer Richtungsmarkierung, die das Bild mit der ersten und zweiten optischen Marke auch enthält; und/oder
- - Mittel zum Korrigieren einer optischen Verzerrung des aufgenommenen Bildes auf Basis des Bildes einer Eichmarkierung in wenigstens zwei Richtungen, die die erste und/oder zweite optische Marke aufweist, und/oder der Justageinformation; und/oder
- - Mittel zum Anfahren der erfassten bzw. angefahrenen Gelenkstellung in einer vorgegebenen Justagerichtung; und/oder
- - Mittel zum Ermitteln des Versatzes zwischen den beiden optischen Marken auf Basis einer Interpolation zwischen Punkten des aufgenommenen Bildes; und/oder
- - Mittel zum Anfahren einer Justagestellung des Gelenks auf Basis der Justage;
- - Mittel zum Aufnehmen eines weiteren Bildes mit der ersten optischen Marke und der zweiten optischen Marke;
- - Mittel zum Ermitteln eines Versatzes zwischen den beiden optischen Marken auf Basis des weiteren Bildes; und
- - Mittel zum Prüfen der Justage des Gelenks auf Basis des ermittelten Versatzes.
- a handheld, in particular a smartphone or tablet, a high-resolution camera and / or a macro lens for taking the image; and or
- a support for supporting the handheld or the camera when taking the image on the robot, in particular on the first and / or second member; and or
- - an auxiliary light for illuminating the two optical marks when taking the image; and or
- a (robot) control (for controlling) of the robot with which the handheld communicates or is connected in a wired or wireless manner for adjustment; and or
- - Means for recording the one or another image with an optical symbol, wherein in the symbol an adjustment information is encoded and means for adjusting the joint based on the adjustment information, in particular means for encoding an adjustment information in the symbol; and or
- - means for creating the symbol during or after a primary adjustment and / or for arranging the symbol during or after a primary adjustment to the robot, in particular the first or second member; and or
- - Means for adjusting the joint based on a directional marker, which also contains the image with the first and second optical mark; and or
- - means for correcting optical distortion of the picked-up image based on the image of a calibration mark in at least two directions comprising the first and / or second optical marks and / or the adjustment information; and or
- - means for approaching the detected or approached joint position in a predetermined adjustment direction; and or
- Means for determining the offset between the two optical marks based on interpolation between points of the captured image; and or
- - means for approaching an adjustment position of the joint based on the adjustment;
- - means for capturing another image with the first optical mark and the second optical mark;
- - means for determining an offset between the two optical marks based on the further image; and
- - means for checking the adjustment of the joint based on the determined offset.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Roboter justieren und/oder steuern kann. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere nicht-flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm aufweisen, insbesondere sein, wobei ein Ausführen dieses Programms ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer, dazu veranlasst, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen.A means in the sense of the present invention may be designed in terms of hardware and / or software, in particular a data or signal-connected, preferably digital, processing, in particular microprocessor unit (CPU) and / or a memory and / or bus system or multiple programs or program modules. The CPU may be configured to execute instructions implemented as a program stored in a memory system, to capture input signals from a data bus, and / or to output signals to a data bus. A storage system may comprise one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid state and / or other non-volatile media. The program may be arranged to embody or perform the methods described herein so that the CPU may perform the steps of such methods and, in particular, adjust and / or control the robot. In one embodiment, a computer program product may include, in particular, a non-volatile storage medium for storing a program or a program stored thereon, wherein execution of this program causes a system or a controller, in particular a computer, to do so method described herein or one or more of its steps.
In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel. In einer Ausführung weist das System den Roboter auf.In one embodiment, one or more, in particular all, steps of the method are completely or partially automated, in particular by the system or its (e) means. In one embodiment, the system includes the robot.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
-
1 : ein System zur Justage von Gelenken eines Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und -
2 : ein Verfahren zur Justage eines Gelenks des Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
1 a system for adjusting joints of a robot according to an embodiment of the present invention; and -
2 A method of adjusting a joint of the robot according to an embodiment of the present invention.
Wie zur besseren Übersicht exemplarisch nur für ein Gelenk dargestellt, sind bzw. werden jeweils an den beiden in einem Gelenk verbundenen Robotergliedern
Zur Justage ist bzw. wird auf das Handheld
In einem Schritt
Zudem wird jeweils mit dem auf die entsprechenden Roboterglieder aufgesetzten Handheld
Die Justageinformation, die die bei dieser Vermessung ermittelte externe Gelenkstellung
Um das entsprechende Gelenk erneut zu justieren, wird nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Schritt
Zusätzlich wird aus dem (Bild des) QR-Code(s)
Dann kann in einem Schritt
In einem einfachen Beispiel wird hierzu exemplarisch ein aktueller Justageoffset Δi = (xi - xi,0)/ri + Qi,0 - qi ermittelt. Mit anderen Worten wird die aktuelle externe Gelenkstellung
In einem Schritt
Dann kann in einem Schritt
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.Although exemplary embodiments have been explained in the foregoing description, it should be understood that a variety of modifications are possible. It should also be noted that the exemplary embodiments are merely examples that are not intended to limit the scope, applications and construction in any way. Rather, the expert is given by the preceding description, a guide for the implementation of at least one exemplary embodiment, with various changes, in particular with regard to the function and arrangement of the components described, can be made without departing from the scope, as it turns out according to the claims and these equivalent combinations of features.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Roboterrobot
- 1.i, 1.(i+1)1.i, 1. (i + 1)
- Robotergliedrobot element
- 22
- Robotersteuerungrobot control
- 1010
- Aufklebersticker
- 1111
- Gitternetz (optische Marke)Grid (optical mark)
- 1212
- Richtungsmarkierungdirection mark
- 1313
- QR-Code (Justageinformation-Symbol)QR code (adjustment information symbol)
- 2020
- Aufklebersticker
- 2121
- Gitternetz (optische Marke)Grid (optical mark)
- 3030
- Handheldhandheld
- 3131
- Aufsatzessay
- 3232
- MakroobjektivMacro lens
- 3333
- Kunststoffring (Stütze)Plastic ring (support)
- 3434
- Hilfslichtauxiliary light
Claims (14)
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PCT/EP2019/061964 WO2019215296A2 (en) | 2018-05-09 | 2019-05-09 | Robot adjustment |
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DE102018207198.5A DE102018207198A1 (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | robot mastering |
Publications (1)
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R003 | Refusal decision now final |